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不銹鋼管有哪些性能有點讓它成為是首選耐熱鋼管材料
發布者:不銹鋼管廠(www.blixs.tw) 發布時間:2019/11/26 閱讀:199

  首先不銹鋼管高溫蠕變斷裂強度高,壽命持久,蠕變最終斷裂強度需同時以溫度和持久時間為衡量指標。值得主要的是:溫度提高時,蠕變斷裂強度總是降低的。不銹鋼管連續工作時間斷裂強度隨溫度而改變的狀況,可見不同的鋼種的下降斜率各不相同:304不銹鋼管在575℃以下優于316L不銹鋼管,但在575℃以上則不及321;304不銹鋼管在600℃以下均優于321不銹鋼管及316L不銹鋼管。若以100 MPa斷裂強度和105小時壽命作為設計使用溫度上限,不同不銹鋼管的最高服役溫度如圖所示。105小時或更持久的蠕變斷裂強度難以完全依靠試驗來測定,只能以若干個較短時期的蠕變斷裂試驗為基礎做外推預測。圖表明不銹鋼以103小時以下試驗數據外推時,600℃溫度時預測105小時斷裂強度可以達到100 MPa,但若以3×104小時試驗數據外推600℃溫度時,預測105 小時斷裂強度僅為70 MPa。現有文獻中普遍認為以預測壽命1/3的蠕變試驗數據作外推評估是十分重要的前提。同一鋼種的不銹鋼管可因爐號不同引起的化學成分波動及加工處理過程差異造成蠕變斷裂強度或斷裂壽命較大的分散性。例如圖為Ni含量對不銹鋼600℃蠕變斷裂強度影響的一組試驗結果,可見降低Ni含量對提高蠕變強度和壽命是有益的。表中不銹鋼管的Ni含量下限為0.40%,實際上往往都低于0.30%,ASME早已提出0.20%的修正案,但目前對此也尚有爭議。

  某一鋼種的蠕變斷裂強度是溫度、壽命及成分加工參數的多元函數,為簡化評估,文獻中經常采用包含溫度和壽命的綜合描述的方法。采用這一方法的優點是:把溫度和使用壽命歸并為一個參數,只需一條回歸曲線就可把不同使用溫度下的蠕變強度特征表述清楚。另外,坐標刻度也轉換成了代數值。但對于不同使用溫度條件,后者的表達更為直觀。不銹鋼熱物理性能參數對比見表,由表可看出,不銹鋼的導熱性遠優于316等奧氏體不銹鋼,而線膨脹系數卻遠低于316鋼。這兩個參數決定了鍋爐等熱交換類應用中能否提高系統工作效率,降低啟動和關機過程中的熱應力和熱疲勞,對提高其使用壽命也非常重要。

  不銹鋼管優良的高溫抗蒸汽氧化性及耐腐蝕性,高溫蒸汽中316L不銹鋼管抗氧化性數據及對比見表。由表可看出,316L不銹鋼管的抗高溫蒸汽氧化性及耐腐蝕性與Cr含量成正比。310S不銹鋼管的抗高溫氧化性優于或等同于鐵素體不銹鋼及普通奧氏體不銹鋼(300系列),但略差于Ni基合金、優質奧氏體不銹鋼TP304(FG)、TP800合金等。空氣中高溫氧化速度遠低于高溫蒸汽,一般采用5%Cr的Cr-Mo鋼即可。另外,有試驗資料表明,T24鋼在550℃外推的105小時抗氧化性優于304H鋼在600℃時的氧化性。這可能是不銹鋼管目前廣泛應用于超臨界鍋爐縱向焊接水冷壁翅片管的重要原因。

 
 

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